CO2既是温室气体，也是重要的化工原料，二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方...

CO2既是温室气体，也是重要的化工原料，二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+ 2NO(g) N2(g)+CO2(g)　 △H，在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：

①若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2：3：3，则达到新平衡时NO的转化率______________（填“升高”或“降低”），△H_____0（填“>”或“<”）。

②根据图表数据分析T1℃时，该反应在0～10min内的平均反应速率v(N2)＝______________mol·L-1·min-1；计算该反应的平衡常数K＝_____________。

③若30min后只改变某一条件，据上表中的数据判断改变的条件可能是____________（填字母编号）。

A.加入合适的催化剂　　　　　　　　　　　 B.适当缩小容器的体积

C.通入一定量的NO　　　　　　　　　　　 D.加入一定量的活性炭

（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H1＝-49.1 kJ·mol－1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　　　 △H2＝-24.5 kJ·mol－1

写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式_______________________。

（3）二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池（电解质为KOH溶液）的负极反应式为：_______________________。

（4）常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3。

①若某次捕捉后得到pH=10 的溶液，则溶液中c(CO32-)∶c(HCO3-)=_______________。[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、 K2(H2CO3)=5×10-11]。

②欲用2LNa2CO3溶液将4.66gBaSO4 固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为__________________________。[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11，Ksp(BaCO3)=1×10-10]。（忽略溶液体积的变化）

高三化学综合题困难题查看答案及解析

CO2既是温室气体，也是重要的化工原料，二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入足量的活性炭和一定量的NO，发生反应C(s)+ 2NO(g) N2(g)+CO2(g)　 △H，在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：

①根据图表数据分析T1℃时，该反应在0～10min内的平均反应速率v(N2)＝____________mol·L-1·min-1；计算该反应的平衡常数K＝_____________。

②若30min后只改变某一条件，据上表中的数据判断改变的条件可能是____________（填字母编号）。

A.加入合适的催化剂　　　　　　　　　　　 B.适当缩小容器的体积

C.通入一定量的NO　　　　　　　 　　　 D.加入一定量的活性炭

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2：3：3，则达到新平衡时NO的转化率___________（填“升高”或“降低”），△H______0（填“>”或“<”）。

（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H1＝-49.1 kJ·mol－1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　　　 △H2＝-24.5 kJ·mol－1

写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式_______________。

（3）二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池（电解质为KOH溶液）的负极反应式为：_________________________。

（4）常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3。

①若某次捕捉后得到pH=10 的溶液，则溶液中c(CO32-)∶c(HCO3-)=_______________。[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、 K2(H2CO3)=5×10-11]。

②欲用2LNa2CO3溶液将4.66gBaSO4 固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为__________________________。[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11，Ksp(BaCO3)=1×10-10]。（忽略溶液体积的变化）

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碳捕捉技术即是二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)，是实现温室气体减排的重要途径之一，更是我国能源领域的一个重要战略方向，CCUS或许发展成一项重要的新兴产业。

I.利用CO2加氢合成低碳烯烃技术就是重要的应用之一。以合成C2H4为例，其合成反应为：6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)　　 ΔH1 ；已知H2的燃烧热为△H2；CH2=CH2(g)的燃烧热为△H3；H2O(l)= H2O(g)的热效应为△H4。

(1)ΔH1=__________________(请用△H2、△H3、△H4表示)，若将1mol CO2与3mol H2充入10L的恒容密闭容器中，达到平衡后，平衡浓度、CO2转化率与温度的关系分别如图1和图2所示，请回答下列问题：

(2)图1中曲线c代表物质的电子式___________________。

(3)该反应在较低温度时能自发进行，请分析其原因：______________________________。

(4)结合图1和图2，下列说法一定正确的是 __________。

A．其他条件不变，T1℃、增大压强，再次达到平衡时c(H2)比A点的c(H2)大

B．平衡常数：KM＞KN

C．生成乙烯的速率：v(M)小于v(N)

(5)计算图2中M点时，乙烯的体积分数________________。（保留二位有效数字）

II.利用电解法也可将CO2制得乙烯，如图3所示，电极b是太阳能电池的________极，

电解时其中a极对应电解槽上生成乙烯的电极反应式为______________________________。

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二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g)　　 ΔH,在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：

①根据图表数据分析T1℃时，该反应在0-20min的平均反应速率

v(N2)=　　　　　　　 mol·L－1·min－1；计算该反应的平衡常数K=　　　　　　　　 。

②30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是　　　　　　 (填字母代号)。

A．加入合适的催化剂　　　　

B．适当缩小容器的体积

C．通入一定量的NO　　　　

D．加入一定量的活性炭

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3，则达到新平衡时NO的转化率　　　　　　　　 (填“升高”或“降低”)，ΔH　　　　　　 0(填“>”或“<”).

（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H1＝－49.1 kJ·mol－1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　　　 △H2＝－24.5 kJ·mol－1

写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式　　　　　　　　 。

（3）二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池(电解质为KOH溶液)的负极反应式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

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二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－181.6 kJ·mol－1；

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－24.5 kJ·mol－1。

写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式：________________________________________________________________________。

（2）在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图所示。T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密闭容器中，5 min后反应达到平衡状态，则0～5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)＝______________________________；KA、KB、KC三者之间的大小关系为______________________________。

（3）若2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－204.7 kJ·mol－1在恒温恒压下进行，以下叙述能说明该反应达到平衡状态的是________(填序号)。

A．CO和H2的物质的量浓度之比是1∶2　

B．CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率的2倍

C．容器中混合气体的体积保持不变　

D．容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变

E．容器中混合气体的密度保持不变

（4）如图P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)，向B容器中充入1.2 mol CH3OH(g)和2.4 mol H2O(g)，两容器分别发生反应CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)。已知起始时容器A和B的体积均为a L，反应达到平衡时容器B的体积为1.5a L，容器B中CH3OH转化率为________；维持其他条件不变，若打开K一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为________L(连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响)。

（5）CO2溶于水形成H2CO3。已知常温下H2CO3的电离平衡常数为K1＝4.4×10－7、K2＝4.7×10－11，NH3·H2O的电离平衡常数为K＝1.75×10－5。常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，NH4HCO3溶液显________(填“酸性”“中性”或“碱性”)；请计算反应NH＋HCO＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝________________________________________________________________________。

（6）工业上采用电化学还原CO2是一种使CO2资源化利用的方法，如图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反应)，下列说法正确的是____________。

A．Zn与电源的负极相连

B．ZnC2O4在交换膜右侧生成

C．电解的总反应式为2CO2＋ZnZnC2O4

D．通入11.2 L CO2，转移0.5 mol电子

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二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）CO2的电子式是　　　　　　　　　 ，所含化学键的类型是　　　　　　　　　　 。

（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H1＝－49.1 kJ·mol－1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　　　 △H2＝－24.5 kJ·mol－1

①写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　 。

②一定条件下，上述合成二甲醚的的反应达到平衡状态后，若改变反应的某个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是（只有一个选项符合题意）　　　　　　 （填字母代号）。

a．逆反应速率先增大后减小

b．H2的转化率增大

c．CO2的体积百分含量减小

d．容器中c(H2)/c(CO2)的值减小

③在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如右图所示。T1温度下，将6 molCO2和12 molH2充入2 L的密闭容器中，5 min后反应达到平衡状态，则0~5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=　　　　　　　　 ；KA、KB 、KC三者之间的大小关系为　　　　　　　　　　　　 。

（3）CO2溶于水形成H2CO3。已知常温下H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7，K2=4.7×10-11，NH3·H2O的电离平衡常数K=1.75×10-5。常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，NH4HCO3溶液显　　　　　　 ；（填“酸性”、“中性”或“碱性”）；请计算反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=　　　　　　 。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请你结合下列有关图示和所学知识回答：

I．用CO2催化加氢可以制取乙烯：CO2（g）+3H2（g）1/2C2H4（g）+2H2O（g）。

(l)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应△H =___________（用含a、b的式子表示）；又知：相关化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的△H =-152 kJ/mol，则表中的x= ___。

(2)以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则M极上的电极反应式为____。

II．用CO2催化加氢还可以制取二甲醚：2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H =-122.5kJ/mol，某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图所示。

(3)图中T1、T2分别表示反应温度，判断T1、T2大小关系的依据是____；图中A、B、C三点对应的平衡常数分别为KA、KB、Kc，其三者大小的关系是____。

(4)T1温度下，将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中，经过5min反应达到平衡，则0～5min内的平均反应速率υ(H2)=_______，平衡常数K=__（列出计算式即可）。

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低碳经济成为一种重要的生活理念，二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的一个重要战略方向.

(1)以与为原料合成尿素[化学式为的主要反应如下:

①　

②　

③　

则与合成尿素和液态水的热化学方程式为____________

(2)用催化加氢还可以制取二甲醚：

某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，的平衡转化率如图所示。

①图中三点对应的平衡常数分别为,其三者大小的关系是____________.

②温度下，将和充入的密闭容器中，经过反应达到平衡，则内的平均反应速率_______，平衡常数的数值___________(列出计算式即可)。

(3)惰性材料做电极，电解强酸性的二氧化碳水溶液得到可得到多种燃料，其原理如图所示.则电解时，生成丙烯的电极反应式是___________________

(4)以为原料制取碳黑()的太阳能工艺如图所示。过程2中发生反应的化学方程式为；则过程1中每消耗 转移电子的物质的量为___________________.

(5)一定量溶于溶液中恰好得到 溶液，在常温下用的盐酸对其进行滴定，所得滴定曲线如图所示.点所得溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的排列顺序是______________(的电离常数为、..)

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(14分)二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)是我国能源领域的一个重要战略方向，CCUS或许发展成一项重要的新兴产业。

（1）国外学者提出的由CO2制取C的太阳能工艺如图所示

①“热分解系统”发生的反应为2Fe3O46FeO+O2↑，每分解lmolFe3O4转移电子的物质的量为　　 。

②“重整系统”发生反应的化学方程式为　　 。

（2）二氧化碳催化加氢合成低碳烯烃是目前研究的热门课题，起始时以0.1MPa，n(H2)：n(CO2)=3：1的投料比充入反应器中，发生反应：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图所示：

①曲线b表示的物质为 　 (写化学式)。

②该反应的△H 　　 0(填：“>” 或“<”)

③为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是　　 (列举l项)。

（3）据报道以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料，其原理如图所示。

①该工艺中能量转化方式主要有　　 (写出其中两种形式即可)。

②电解时其中b极上生成乙烯的电极反应式为　　 。

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（15分）二氧化碳的捕集、利用与封存（CCUS）是我国能源领域的一个重要战略方向，CCUS或许发展成一项重要的新兴产业。

（1）已知：CH4（g） + 2O2（g）＝CO2（g） + 2H2O（g）　 ΔH1 ＝ a kJ•mol－1

CO（g） + H2O （g）＝CO2（g） + H2 （g）　　 ΔH2 ＝ b kJ•mol－1

2CO（g） + O2（g）＝2CO2（g）　　　　　　 ΔH3 ＝ c kJ•mol－1

反应CO2（g） + CH4（g） ＝ 2CO（g） + 2H2（g） 的ΔH＝　　　　　　　 kJ•mol－1。

（2）利用废气中的CO2为原料制取甲醇，反应方程式为：CO2＋3H2 CH3OH＋H2O其他条件相同，该甲醇合成反应在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下反应相同时间后，CO2的转化率随反应温度的变化如图１所示。

①a点所代表的状态________（填“是”或“不是”）平衡状态。

②c点CO2的转化率高于b点，原因是_____________________________________。

（3）在实际生产中发现，随着甲醇的生成，还伴随有少量CO副产物出现：

，且CO2的转化率、甲醇的产率和CO含量除受浓度、度、压强等因素影响外，还受催化剂CuO的质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响（用空间流率表示）。通过实验分别得到如下数据图2、3：

①由图2得，最佳空间流率为　　　　　 h-1；

②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比，并记录到达平衡所需的时间，得到如下表数据，试说明不选择单组份ZnO原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃，起始时以0.1MPa，n（H2）：n（CO2）=3：1的投料比充入反应器中，发生反应：2CO2（g）+6H2（g） C2H4（g）+4H2O（g）△H，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图4所示：

①该进行的反应的△S 　　 　 0（填：“>”或“<”）

②对于气体反应，用某组分（B）的平衡压强（pB）代替物质的量浓度（cB）也可以表示平衡常数（记作KP），则该反应的KP＝　　　　　　　　　　　 。

③为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是　　　　　　　　　　 （列举2项）。

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